Prevalence of Bacillus sp. among the biofilm forming community on Ti surface in marine environment

Prevalence of bacterial species involved in biomineralization of manganese on titanium (Ti) surfaces in marine environment was revealed in this research work. This study involves one year sea water exposure of Ti and their periodical biofilm characterization was carried out to quantify the manganese oxidizing bacterial (MOB) presence in the biofilm formed on titanium surfaces. The total viable count study of Ti coupons exposed to sea water for one year resulted in 60% of the MOB in overall biofilm population. The biochemical characterization of MOB isolates were performed for the genus level identification of the seven bacterial isolates. Further, the seven strains were subjected to 16S rRNA gene sequencing. Evolutionary analysis was performed using MEGA 7 to obtain closely related strains within the groups. The manganese oxidizing ability of the bacterial isolates were determined with Leucoberbelin Blue Assay (LBB) and Atomic Absorption Spectroscopy studies (AAS). The results show that among the isolated marine MOB species, Bacillus sp. and Leptothrix sp. have the maximum Mn oxidizing property. The microtitre plate assay was performed to determine the biofilm forming ability of the isolated marine MOB species. All the results have confirmed the prevalence of Bacillus sp. among the biofilm colonizers on Ti surfaces when exposed in sea water.     

多氯联苯(Aroclor 1242)胁迫下鲤鱼肝脏组织氧化应激

本文在实验室条件下通过静态水质染毒方式在生理生化和转录水平上探究了我国重要经济鱼种鲤鱼(Cyprinus carpioio)对多氯联苯Aroclor 1242的氧化应激:鲤鱼肝脏组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,SOD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)]活性、脂质过氧化产物丙二醛(Malonydialdehyde,MDA)含量、相关抗氧化酶编码基因(Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT)、应激蛋白HSP70、转录因子Nrf2和芳烃受体AhR2基因表达。结果表明:Aroclor 1242胁迫下,鲤鱼肝脏组织抗氧化酶活性表现出低浓度促进高浓度抑制的趋势;肝脏组织丙二醛含量显著升高,其中390μg/L暴露组鲤鱼肝脏组织MDA含量在第6d高于对照组92.1%(P0.01),表明肝脏组织发生脂质过氧化,膜系统受到损伤;鲤鱼肝脏组织中Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT、HSP70、Nrf2和AhR2编码基因表达出现不同程度下调。本文从酶学和基因转录水平上揭示了Aroclor1242胁迫下鲤鱼肝脏组织细胞的氧化应激。     

3种典型荒漠灌木内生固氮菌及固氮酶基因nifH多样性分析

具有特殊生境的内生固氮菌,对改善植物营养、增强植物抗逆性及群落稳定性具有重要作用,是一类潜力巨大、尚待开发的微生物资源。以新疆3种典型荒漠灌木多枝柽柳（Tamarix ramosissima）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）、盐穗木（Halostachys caspica）为材料,从根和枝条组织中分离筛选获得137个内生固氮菌菌株,采用16S rDNA PCR-RFLP、16S rDNA序列测定、BOXAIR-PCR指纹图谱、nifH PCR-RFLP等方法分析其遗传多样性及系统发育关系。结果表明：分离菌株经16SrDNA PCR-RFLP酶切图谱聚类划分为9个遗传类型。序列测定和系统发育分析显示,代表菌株分属于拉恩氏菌属（Rahnella）、假单胞菌属（Pseudomonas）、泛菌属（Pantoea）、芽孢杆菌属（Bacillus）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）和申氏杆菌属（Shinella）,其中Rahnella为优势种群。一个测定菌株的16SrDNA序列同源性低于97%,提示可能为一个潜在的新种。BOXAIR-PCR分析优势种群的基因组结构特征,获得12种指纹图谱类型,显示出该种群具有丰富的基因组多样性。nifH PCR-RFLP分析分离内生固氮菌菌株固氮酶基因nifH的分子多态性,将其划分为3种基因型,体现了nifH具有高度保守性,同时在不同固氮微生物种群和菌株间也存在一定的多样性。研究结果丰富了固氮微生物物种资源库和基因库,对于内生固氮菌资源的保护和利用奠定了科学基础。     

溶藻弧菌dtd基因的克隆及原核表达条件优化

根据NCBI数据库中已发表的溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)全基因组序列合成一对特异性引物,应用聚合酶链式反应(PCR技术)扩增溶藻弧菌HY9001菌株dtd基因,将其定向克隆到原核表达载体pET-32a构建重组表达质粒pET-DTD,并对其进行诱导温度、诱导时间、诱导IPTG浓度等条件的优化,最后探究其纯化时最佳咪唑洗脱浓度。结果表明:DTD蛋白成功表达,且其以包涵体的形式存在,在诱导温度37℃、IPTG浓度0.1 mmol/L条件下诱导5 h表达量最高,纯化最佳咪唑洗脱浓度为150 mmol/L。     

Profiling Planctomycetales diversity with reference to anammox‐related bacteria in a South China Sea,deep‐sea sediment

A systematic assessment of Planctomycetales diversity in a South China Sea, deep‐sea sediment (1657 m) was conducted using the 16S rRNA gene analysis approach. PCR amplification of the samples from seven sediment layers (0.1, 1, 3, 5, 7, 9 and 11 m below the surface sediment) using the primer set Pla‐46‐F/1392‐R showed that the Planctomycetales existed within a limited range of sediment depths (≤ 5 m), and had a decreasing trend in diversity with increasing depth. The majority of the retrieved Pla‐46‐F/1392‐R sequences belonged to Pirellula‐related Planctomycetales, and two sequences retrieved from the 0.1‐m layer (GenBank accession numbers: DQ996944 and DQ996945 ) shared the same anammox‐related signature oligonucleotides and were closely related to commonly recognized anammox organisms. To identify new anammox‐related biomarkers, three primer sets were designed for amplifying the fragments of hydroxylamine oxidoreductase and S‐adenosylmethionine radical enzyme genes, but no related sequences were found. Our multiple 16S rRNA gene primer sets (Journal of Rapid Methods and Automation in Microbiology, 2008, in press) revealed even an higher diversity of Planctomycetales in the 0.1‐m layer of the sediment, especially at genus level. Our data profiled the distribution pattern of Planctomycetales diversity along sediment depths, and provided molecular evidence for the existence of anammox‐related bacteria in a new location, which broadens our understanding of Planctomycetales diversity in deep sea sediments.     

用于海洋沉积物中厌氧氨氧化细菌分子生态学研究的引物比较

为比较厌氧氨氧化细菌16SrRNA基因的2对特异性引物(Amx368F/Amx820R、Brod541F/Amx820R)在其分子生态学研究方面的优点与不足,本研究采用高通量测序和qPCR技术对长江口及其邻近海域沉积物中厌氧氨氧化细菌细菌的群落组成、多样性和丰度进行比较分析,结果表明,引物Amx368F/Amx820R特异性较高,能够较为完整地反映沉积物中厌氧氨氧化细菌的多样性信息,且其覆盖的厌氧氨氧化细菌丰度与功能基因hzo丰度正相关(P<0.01);而引物Brod541F/Amx820R特异性较低,覆盖部分厌氧氨氧化细菌及其他多个门的细菌,其量化的厌氧氨氧化细菌与功能基因hzo丰度无明显相关关系(P>0.05)。因此,引物Amx368F/Amx820R能够更加真实地反映厌氧氨氧化细菌在海洋沉积物中的群落特征,在其分子生态学研究中更具优势。     

胶州湾浮游植物遗传多样性及其季节变化研究

分别于春、夏、秋三季提取了胶州湾浮游生物总DNA,用PCR方法扩增了浮游植物核酮糖1,5-二磷酸羧化/氧化酶大亚基(rbcL)基因片段,构建了三季节rbcL基因片段质粒文库.随机从各文库中选择约50个克隆,测定了这些克隆的序列.以氨基酸序列相同为标准,共获得59个分类操作单元(OTUs),其中春季特有的21个,夏季特有的13个,秋季特有的23个.有两个OTUs为春、夏季表层海水共有.基于OTU丰度计算的香农氏指数能反映遗传多样性水平.胶州湾春、夏、秋三季的香农氏指数分别为2.69,2.44和2.76,表明秋季胶州湾浮游植物遗传多样性最丰富.春、夏、秋三季浮游植物群落组成差异显著.除夏秋季有两个OTUs相同外,其他OTUs在季节间完全不同.表层海水浮游植物群落结构是动态的,随时间、空间的不同而变化.     

日本囊对虾Marsupenaeus japonicus)组织蛋白酶D基因克隆及表达分析

组织蛋白酶D是溶酶体天冬氨酸蛋白酶家族的主要成员,广泛参与动物机体细胞内蛋白质的降解过程,对维持细胞稳态和正常代谢具有重要的作用。为研究组织蛋白酶D在甲壳动物非特异性免疫和幼体发育过程中的作用,本研究采用RACE技术首次克隆得到日本囊对虾组织蛋白酶D基因cDNA序列,命名为MjCatD,其中开放阅读框长为1161 bp,编码386个氨基酸残基。序列分析和同源建模显示该基因编码的蛋白含有保守的N-糖基化位点、天冬氨酸蛋白酶签名序列、酶活化位点和非消化性组织蛋白酶D的特征序列,并且呈保守的双叶形结构。同源性比较和系统进化分析发现,MjCatD与斑节对虾、美洲螯龙虾和脊尾白虾相似性较高,并且与它们紧密聚为一支。实时荧光定量PCR结果显示,MjCatD基因在日本囊对虾多个组织中均有表达,其中肝胰腺中表达量最高。在白斑综合征病毒(white spot syndrome virus, WSSV)感染后3～24 h日本囊对虾肝胰腺中MjCatD的表达量逐渐下降,而在48 h急剧上调至最高表达量并且与对照组差异极显著(P<0.01)。此外,MjCatD基因在幼体发育不同阶段中也表现出明显的变化趋势。以上研究表明,MjCatD基因可能参与日本囊对虾先天免疫反应和幼体发育过程。     

脊尾白虾蜕皮抑制激素基因全长cDNA的克隆及其对环境胁迫的响应

为研究脊尾白虾蜕皮抑制激素基因(MIH)在环境适应中的作用,本文采用RACE技术从蜕皮间期脊尾白虾眼柄中克隆获得MIH-like基因全长c DNA序列,命名为Ec MIH。该基因全长1218bp,包括360bp的开放阅读框,420bp的5'端非编码区和394bp的3'端非编码区;开放阅读框编码120个氨基酸,包括41个氨基酸组成的信号肽和79个氨基酸组成的成熟肽,预测蛋白分子量为13.71k Da,理论等电点p I为8.02。同源性比较分析发现,脊尾白虾MIH-like基因与日本沼虾和罗氏沼虾同源性最高,分别为87%和86%。荧光定量PCR分析结果表明,脊尾白虾MIH-like基因在眼柄中的表达量最高,在卵巢中的表达量最少,而在肝脏、肌肉、鳃和血细胞中不表达。环境胁迫后该基因具有明显的时序性。p H6.5胁迫后24h和48h,眼柄和腹神经节中MIH-like基因的表达量较对照组均显著增加(P0.05);4mg/L氨氮浓度组胁迫后12h和24h,眼柄和腹神经节中MIH-like基因的表达量较对照组均显著增加(P0.05);盐度39胁迫后12h和24h,眼柄和腹神经节中MIH-like基因的表达量较对照组均显著增加(P0.05)。本研究结果表明脊尾白虾mih基因参与了环境胁迫后的机体应激反应。